метрология лекции / НОРМУВАННЯ ТОЧНОСТІ ШПОНОК

НОРМУВАННЯ ТОЧНОСТІ З'ЄДНАНЬ, ШПОНОК

З'єднання, шпонок, призначені для передачі моменту, що крутить. їх застосовують, головним чином, в малонавантажених тихохідних передачах (кінематичні ланцюги подач верстатів), у великогабаритних з'єднаннях (шестерні-маховики, шківи ковальсько-пресових машин), у всіх відповідальних нерухомих конічних з'єднаннях, при одиничному і дрібносерійному виробництві виробів.

За формою шпонки розділяються на призматичні, сегментні, клинові і тангенціальні.

Форма і розміри перетинів шпонок і пазів стандартизовані і обираються залежно від діаметру валу, а вид з'єднання, шпонки, визначається умовами роботи деталей, що сполучаються.

Призматичні шпонки дають можливість одержувати як рухомі з'єднання (при використанні шпонок, напрямних, з кріпленням на вал ГОСТ 8790-79), так і нерухомі з'єднання (ГОСТ 23360-78). З'єднання з сегментною шпонкою (ГОСТ 24071-97) і клиновій (ГОСТ 24068-80) служать для освіти тільки нерухомих з'єднань.

У табл. 3.15 приведені розміри елементів призматичних шпонок і пазів, шпонок (мал. 3.55).

Довжини шпонок 1 вибирають з ряду 5, 8, 10, 12, 14, 16. 18, 20. 25, 28, 32, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90 і далі до 500.

Особливістю сполучень, шпон, є використання при їх організації трьох деталей: валу, шпони, втулки, шпони, і шпонки з утворенням двох посадок вал — шпонка і втулка — шпонка.

Сполучення валу, шпони, і втулки, шпони, є сполученням двох «гладких» циліндрових деталей і не відноситься до сполучення, шпони. Проте правильне призначення посадки для цього з'єднання істотне впливає на умови роботи сполучення, шпони. Рекомендовані поля допусків для з'єднань вал — втулка приведені табл. 3.16.

Таблиця 3.15

Працездатність з'єднань, шпонок, визначається в основному точністю посадок по ширині шпонки b. Тому розмір b є таким, що сполучається. Решта розмірів задається так, щоб максимально полегшити процес складання при збереженні необхідної надійності з'єднання. Допуски інших елементів в з'єднаннях, шпонках, приведені табл. 3.17 і 3.18.

За розміром, що сполучається, — ширині для призматичних шпонок передбачено три варіанти з'єднання: вільне, нормальне і щільне (рис 3.56). Для сегментних шпонок застосовується головним чином нормальне і щільне з'єднання; для термооброблених деталей допускається використання граничних відхилень ширини валу по H11, ширина паза втулки по D10. Інші ля допусків для обох типів шпонок однакові. Посадки виконуються в системі валу.

Найбільше розповсюдження в загальному машинобудуванні має нормальне з'єднання; вільне з'єднання застосовують головним чином для шпонок, напрямних, іноді за наявності об'ємної термообробки; щільне з'єднання — у разі реверсивного руху валу, шпони.

Для забезпечення складання з'єднання, шпонки, до пазів, шпонок валу і втулки, пред'являються певні вимоги точності їх розташування. Встановлюються допуски на паралельність паза (Т//), шпони, щодо осі деталі і на його симетричність (Т=). Допуск паралельності визначається по класу відносної геометричної точності А і складає 60 % від допуску на ширину паза, шпони, а допуск симетричності, заданий в діаметральному виразі, складає чотири допуски на ширину паза:

Т/7 = 0,6IТ; Т~ = 4IТ.

Розрахункові значення округляються до стандартних по ГОСТ 24643-81.

Шорсткість поверхонь паза, шпони, вибирається залежно від полів допусків розмірів з'єднання, шпони (Rа = 3,2. .6,3 мкм).

3.12. НОРМУВАННЯ ТОЧНОСТІ ШЛІЦЬОВИХ З'ЄДНАНЬ

Шліцьові з'єднання (мал. 3.58) призначені для передачі моменту, що крутить, володіють достатньою міцністю, забезпечують хороше центрування, легке відносне переміщення деталей уздовж осі валу. Технологічно ці з'єднання

складніше за шпони, але завдяки великому числу шліц дозволяють передавати що значні обертають моменти і забезпечують меншу концентрацію напруг.

Залежно від форми шліц розрізняють прямобічні, евольвентні і трикутні шліцьові з'єднання. Стандартизовані з'єднання з прямобічної (ГОСТ 1139-80) і евольвентної (ГОСТ 6033-80) формами профілю зубів. Найбільш поширені прямобічні шліцьові з'єднання з парним числом шліців, які застосовують для рухомих, а також і для нерухомих з'єднань.

ГОСТ 1139-80 встановлює три методи центрування тих, що сполучаються втулки і валу (мал. 3.59). Вибір методу центрування визначається експлуатаційними вимогами і технологічними чинниками.

Центрування по В застосовують у випадках підвищених вимог до співвісності втулки і валу, коли допускається порівняно невисока твердість втулки (40...45). У такому разі втулку остаточно обробляють чистовою протяжкою звичайно після нормалізації. Такий метод центрування застосовують в нерухомих з'єднаннях, в яких відсутній знос поверхонь від осьових переміщень, і в рухомих з'єднаннях, передавальних що невеликий крутить момент.

Центрування по а7 застосовується для рухомих шліцьових з'єднань передавальних що великі крутять моменти. У таких з'єднаннях втулка повинна бути достатньо твердою, означає, шліцьовій отвір одержують простяганням, потім деталь гартують. Оскільки загартовану поверхню не можна обробити чистовою протяжкою, остаточною технологічною операцією обробки шліцьового отвору є шліфування внутрішнього діаметру. З'єднання забезпечує досить точне центрування, хоча його точність нижча, ніж при центруванні по 2).

Центрування по бічних поверхнях зубів Ъ застосовують для передачі великих моментів, що крутять, при небажаних динамічних навантаженнях на шліци і невисоких вимогах до співісної. Динамічні ударні навантаження в шліцьових з'єднаннях виникають із-за зазорів між бічними сторонами шліц і шліцьових западин при роботі виробу в реверсивному і старт-стопному режимі.

Розміри і число зубів г шліцьових з'єднань з прямобічним профілем вибирають по ГОСТ 1139-80 залежно від серії (легка, середня, важка). При одному і тому ж внутрішньому діаметрі важчі серії відрізняються від легкої збільшенням висоти шліц (означає, і зовнішнього діаметру Б). Важка серія має більше число шліц в порівнянні з середньою.

Посадки шліцьових з'єднань можуть здійснюватися по трьох або по двох поверхнях, що сполучаються, наприклад по центруючій зовнішній циліндричної поверхні, нецентруючої внутрішньої циліндрової поверхні і одночасно по бічних поверхнях западин втулки і шліц валу (за розмірами D, d і 6) або по центруючій зовнішній циліндровій поверхні і по бічних поверхнях (за розмірами D і Ь). У останньому випадку по нецентруючій внутрішній циліндровій поверхні передбачається зазор між номінальними розмірами d валу і втулки.

Поля допусків діаметрів d і D і розміру Ь. а також рекомендовані посадки шліцьових з'єднань при різних способах центрування приведені табл. 3.19 — 3.21 (відповідно до ГОСТ 1139-80).

* Допустимо для I встановлювати поле допуску all або 612

Умовне позначення шліцьового з'єднання повинне містити:

букву, що означає поверхню центрування;

число шліц і номінальні розміри з’єднань;

позначення посадок по діаметрах і по ширині, поміщені після відповідних розмірів.

Поля допусків нецентруючих діаметрів допускається в позначенні не указувати.

Таблиця 3.21

Приведемо приклади умовного позначення шліцьового прямобічного з'єднання з числом зубів 2 = 6, внутрішнім діаметром а1 = 28 мм, зовнішнім діаметром В - 32 мм, шириною зуба 1 мм.

При центруванні по внутрішньому діаметру г1. з посадкою по центруючому діаметру Н7/е8 і по ширині зуба .

При центруванні по зовнішньому діаметру Б з посадкою по центруючому діаметру Н8/к7 ипо ширині зуба

При Центр Ір Про г» сип лап ні иилиотт иирипам і ЗУБЬВВ!

Умовні позначення окремих шліцьових поверхонь (внутрішньої і зовнішньої) відрізняються тим, що замість посадок записують позначення полів допусків відповідних розмірів. Приклад умовного позначення втулки при центруванні по внутрішньому діаметру:

Приклад умовного позначення валу при центруванні по внутрішньому діаметру

Параметри эвольвентных шліцьових з'єднань, число зубів, значення модулів, поля допусків і посадки визначені ГОСТ 6033-80

Перевагами эвольвентного профілю шліц перед прямо-бочным є підвищена міцність і дещо краще центрування по бічних поверхнях зубів. У эвольвентных шліцьових з'єднаннях центрування по бічних поверхнях зубів застосовують частіше, ніж по зовнішньому діаметру. Допускається і центрування по внутрішньому діаметру, але воно практично не застосовується.